ASTM A500 מציינת ארבע דרגות פלדה ראשוניות עבור חלקים חלולים: A, B, C ו-D. כל כיתה מתוכננת לעמוד בדרישות מבניות שונות בשל שינויים בהרכב הכימי, התכונות המכניות והיישומים שלהן. הנה תיאור מפורט אך תמציתי של כל כיתה וההבדלים ביניהם.
הרכב כימי
| הבדלים בהרכב כימי (%) בין ASTM A500 GR.A, GR.B, GR.C, GR.D | ||||
| GR.A | GR.B | GR.C | GR.D | |
| פחמן (C) | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.26% | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.26% | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.23% | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.26% |
| לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.30% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.30% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.27% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.30% | |
| מנגן (Mn) | לניתוח חום פחות או שווה ל-1.35% | לניתוח חום פחות או שווה ל-1.35% | לניתוח חום פחות או שווה ל-1.35% | לניתוח חום פחות או שווה ל-1.35% |
| לניתוח מוצר פחות או שווה ל-1.40% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-1.40% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-1.40% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-1.40% | |
| זרחן (P) | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.035% | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.035% | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.035% | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.035% |
| לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.045% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.045% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.045% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.045% | |
| גופרית (S) | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.035% | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.035% | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.035% | לניתוח חום פחות או שווה ל-0.035% |
| לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.045% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.045% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.045% | לניתוח מוצר פחות או שווה ל-0.045% | |
| נחושת (Cu) | עבור ניתוח חום גדול או שווה ל-0.20% | עבור ניתוח חום גדול או שווה ל-0.20% | עבור ניתוח חום גדול או שווה ל-0.20% | עבור ניתוח חום גדול או שווה ל-0.20% |
| עבור ניתוח מוצר גדול או שווה ל-0.18% | עבור ניתוח מוצר גדול או שווה ל-0.18% | עבור ניתוח מוצר גדול או שווה ל-0.18% | עבור ניתוח מוצר גדול או שווה ל-0.18% | |
ההבדל היסוד הכימי העיקרי בין ASTM A500 GR.A, GR.B, GR.C ו-GR.D טמון בתכולת הפחמן. הבדלים אלו בהרכב הכימי משפיעים ישירות על התכונות המכניות ושדות היישום של הפלדה.
- GR.C שיש לו אתתכולת הפחמן הנמוכה ביותר, מה שיכול לתרוםריתוך טוב יותרמאפיינים עקב סיכון מופחת לסדקים במהלך תהליך הריתוך.
- יסודות אחרים כגון מנגן, זרחן וגופרית עקביים בכל הכיתות.
- תכולת הנחושת עקבית גם כאשר צוינה כפלדת נחושת בכל הכיתות.
מאפיינים מכניים (צינורות מבניים עגולים)
חוזק מתיחה
- דרגה A: 45,000 psi (310 MPa)
- דרגה B: 58,000 psi (400 MPa)
- דרגה C: 62,000 psi (425 MPa)
- דרגה D: 58,000 psi (400 MPa)
חוזק תשואה
- דרגה A: 33,000 psi (230 MPa)
- דרגה B: 42,000 psi (290 MPa)
- דרגה C: 46,000 psi (315 MPa)
- דרגה D: 36,000 psi (250 MPa)
התארכות (2")
- כיתה א': 25%
- כיתה ב': 23%
- כיתה ג': 21%
- כיתה ד': 23%
מאפיינים מכניים (צינורות מבניים בצורת)
חוזק מתיחה
- דרגה A: 45,000 psi (310 MPa)
- דרגה B: 58,000 psi (400 MPa)
- דרגה C: 62,000 psi (425 MPa)
- דרגה D: 58,000 psi (400 MPa)
חוזק תשואה
- דרגה A: 39,000 psi (270 MPa)
- דרגה B: 46,000 psi (315 MPa)
- דרגה C: 50,000 psi (345 MPa)
- דרגה D: 36,000 psi (250 MPa)
התארכות (2")
- כיתה א': 25%
- כיתה ב': 23%
- כיתה ג': 21%
- כיתה ד': 23%
- ל-GR.A ישאת חוזק המתיחה והתנובה הנמוכים ביותראֲבָלההתארכות הגבוהה ביותר, מה שמרמז על משיכות טובה יותר אך פחות חוזק בהשוואה לשאר הציונים.
- ל-GR.B ול-GR.D יש חוזק מתיחה והתארכות דומים אך שונים בחוזק התנובה, כאשר GR.B מציע חוזק גבוה יותר מ-GR.D.
- ל-GR.C יש את חוזק התפוקה הגבוה ביותר אך את ההתארכות הנמוכה ביותר, מה שמצביע על פשרה בין חוזק לשיכות.
לסיכום, הבדלי המאפיינים המכניים בין ASTM A500 GR.A, GR.B, GR.C ו-GR.D הם בעיקר בחוזק התנובה וההתארכות שלהם. ל-GR.C יש את חוזק התפוקה הגבוה ביותר אך את ההתארכות הנמוכה ביותר, מה שמצביע על פשרה בין חוזק לשיכות. ל-GR.A יש את חוזק המתיחה והתנובה הנמוכים ביותר אך את ההתארכות הגבוהה ביותר, דבר המצביע על משיכות טובה יותר אך חוזק נמוך יותר בהשוואה לשאר הציונים. ל-GR.B ול-GR.D יש חוזק מתיחה דומים אך שונים בחוזק תנובה והתארכות, כאשר GR.B מציע חוזק וגמישות גבוהים יותר מ-GR.D. וריאציות אלו בתכונות מכניות מאפשרות בחירה של הדרגה המתאימה בהתבסס על הדרישות הספציפיות של היישום המבני.
יישומים
החתכים החלולים ASTM A500 נבחרים על סמך הדרישות הספציפיות של היישום המבני. דרגה A משמשת למטרות כלליות עם צורכי חוזק נמוכים יותר, דרגה B ליישומי חוזק בינוני, דרגה C לדרישות חוזק גבוה, ודרגה D ליישומים מבניים התובעניים ביותר הדורשים את מירב החוזק והאמינות. ציונים אלה מבטיחים שחלקים חלולים ASTM A500 יכולים לענות על מגוון רחב של צרכי הנדסה ובנייה, ממבנים פשוטים ועד פרויקטים מורכבים וכבדים.
דרגה D דורשת טיפול בחום בטמפרטורה של לפחות 1100 מעלות F (590 מעלות) במשך יותר משעה אחת לכל אינץ' של עובי. תהליך טיפול בחום זה משפר את התכונות המכניות של הפלדה, במיוחד את חוזק התפוקה שלה, מה שהופך אותה למתאימה ליישומים בהם נדרשים חוזק ועמידות גבוהים לאחר חשיפה לטמפרטורות גבוהות או לעומסים כבדים. טיפול החום גם עוזר להפחית את הלחצים השיוריים מתהליך הייצור, מה שיכול לשפר את הביצועים הכוללים של הפלדה ואת העמידות בפני עייפות.
כיתה א'
דרגה A, עם חוזק התפוקה וחוזק המתיחה הנמוכים שלה, מתאימה היטב למטרות מבניות כלליות שבהן חוזק בינוני מספיק. הוא משמש לעתים קרובות ברכיבים מבניים לא קריטיים שאינם דורשים חוזק גבוה אך צריכים לשמור על שלמות מבנית, כגון במסגרות בנייה ופרויקטים של תשתית קלה.
כיתה ב'
דרגה B נמצאת בשימוש נפוץ בפרויקטי בנייה רבים מכיוון שהיא מאזנת יכולת צורה וחוזק ביעילות. עם חוזק מתיחה מינימלי של 58,000 psi, דרגה זו מספקת ביצועים אמינים למגוון שימושים מבניים, כולל מסגרות בנייה ובניית גשרים.
כיתה ג'
מציע חוזק גבוה יותר מדרגות A ו-B, דרגה C היא אידיאלית כאשר יש צורך ביכולת נשיאת עומס רב יותר. הוא משמש ביישומים כבדים כגון ציוד תעשייתי, מסגרות מכונות כבדות ומתלי אחסון, כאשר חוזק התפוקה הגבוה שלו של 50,000 psi מועיל
כיתה ד'
כציון החזק ביותר בתקן A500. דרגה D, למרות שאין לה את חוזק המתיחה הגבוה ביותר, נהנית מתהליך טיפול בחום חובה המשפר את חוזקו והופך אותו למתאים ליישומים תובעניים כמו רכיבים נושאי עומס קריטיים בציוד בנייה ותעשייה.
לסיכום, הבחירה בדרגות החתך החלול ASTM A500 מותאמת לדרישות הספציפיות של יישומים מבניים שונים. דרגה A נותנת מענה למטרות כלליות עם צורכי חוזק נמוכים יותר, דרגה B מתייחסת ליישומים בעלי חוזק בינוני, דרגה C נבחרה לדרישות חוזק גבוה, ודרגה D מועסקת עבור היישומים המבניים התובעניים ביותר. מגוון דרגות זה מבטיח שהחתכים החלולים ASTM A500 יכולים להתאים למגוון עצום של צרכי הנדסה ובנייה, ממבנים פשוטים ועד לפרויקטים מורכבים וכבדים.
